一种高炉煤气硫化氢脱除装置的制作方法

1.本发明属于钢铁高炉煤气处理技术领域，特别涉及一种高炉煤气硫化氢脱除装置。


背景技术：

2.目前，国内大、中型高炉均采用干法除尘工艺，导致高炉煤气中存在如硫化氢之类的酸性物质较多。需要配备煤气脱硫化氢设施，确保高炉煤气中硫化氢浓度≤20mg/nm3，而现有技术中的脱硫化氢设施的脱除效果不佳。
3.因此，如何高效脱除高炉煤气中的硫化氢，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高炉煤气硫化氢脱除装置，可高效脱除高炉煤气中的硫化氢。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种高炉煤气硫化氢脱除装置，包括：
6.碱液制备单元，用于制备碱液；
7.喷碱单元，用于向高炉煤气里喷射碱液和工业新水；
8.脱水单元，用于脱除高炉煤气中含有硫化钠的机械水；
9.其中，所述碱液制备单元的出液口与所述喷碱单元的进液口连通，所述喷碱单元的出液口设置在高炉煤气管道内且位于高炉煤气减压阀组的下游，所述脱水单元与所述高炉煤气管道的下游出口连通。
10.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述碱液制备单元包括碱液制备罐和搅拌器；
11.所述碱液制备罐上分别设置碱粉末加料口、工业新水加料口和碱液出口，所述搅拌器的搅拌叶片设置于所述碱液制备罐内。
12.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述碱液制备罐上还设置有检修口和/或排污口。
13.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述工业新水加料口通过工业新水管与外部水源连通，所述工业新水管上串联有气动球阀和截止阀。
14.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，还包括控制单元，所述碱液制备罐内设置有液位计，所述控制单元用于根据所述液位计的液位数值控制工业新手的注入量。
15.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述碱液出口至少为一个，且各所述碱液出口通过碱液管与所述喷碱单元连通，所述碱液管上至少串联有碱液泵、过滤器、第一球阀、第二球阀和止回阀中的一个或多个。
16.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述喷碱单元包括雾化喷枪以及分别连接所述雾化喷枪的工业新水喷管、氮气喷管和碱液喷管。
17.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述工业新水喷管上至少串联有第
一前端截止阀、第一气动球阀、第一前端止回阀、第一后端截止阀和第一后端止回阀中的一个或多个；
18.和/或，所述氮气喷管上至少串联有第二前端截止阀、第二气动球阀、第二前端止回阀、第二后端截止阀和第二后端止回阀中的一个或多个；
19.和/或，所述碱液喷管上至少串联有第三前端截止阀、第三气动球阀、第三前端止回阀、第三后端截止阀和第三后端止回阀中的一个或多个。
20.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述工业新水喷管的前端和后端分别设置有第一前端流量检测装置和第一后端流量检测装置；
21.和/或，所述氮气喷管设置有第二流量检测装置；
22.和/或，所述碱液喷管设置有第三流量检测装置。
23.可选的，在上述高炉煤气硫化氢脱除装置中，所述工业新水喷管的中间段设置有用于形成水封的工业新水环管；
24.和/或，所述氮气喷管设置有氮气环管；
25.和/或，所述碱液喷管设置有用于形成水封的第三碱液环管。
26.本发明所提供的一种高炉煤气硫化氢脱除装置，具有以下有益效果：
27.碱液制备单元负责制备碱液，布置在喷碱单元附近，向喷碱单元输送碱液。喷碱单元负责向高炉煤气里喷碱液、工业新水，通过碱液与高炉煤气中的硫化氢发生反应，将高炉煤气中的硫化氢去除。脱水单元用于脱除高炉煤气中含有硫化钠的机械水。上述三个单元配合，可高效脱除高炉煤气中的硫化氢。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为本发明提供的高炉煤气硫化氢脱除装置的结构示意图；
30.图2为本发明提供的碱液制备单元的结构示意图；
31.图3为本发明提供的碱液制备单元的俯视图；
32.图4为本发明提供的喷碱单元的结构示意图。
33.附图标号：
34.s1-高炉煤气管道；s2-高炉煤气减压阀组；
35.100-碱液制备单元；110-碱液制备罐；111-碱粉末加料口；112-工业新水加料口；113-排污口；114-检修口；115-工业新水管；116-气动球阀；117-截止阀；120-搅拌器；121-搅拌器支架；130-碱液管；131-碱液泵；132-过滤器；133-第一球阀；134-第二球阀；135-止回阀；140-液位计；
36.200-喷碱单元；210-雾化喷枪；220-工业新水喷管；221-第一前端截止阀；222-第一气动球阀；223-第一前端止回阀；224-第一前端流量检测装置；225-第一水封；226-工业新水环管；227-第一后端截止阀；228-第一后端流量检测装置；229-第一后端止回阀；230-氮气喷管；231-第二前端截止阀；232-第二气动球阀；233-第二前端止回阀；234-第二流量
检测装置；235-氮气环管；236-第二后端截止阀；237-第二后端止回阀；240-碱液喷管；241-第三前端截止阀；242-第三气动球阀；243-第三前端止回阀；244-第三流量检测装置；245-第三水封；246-第三碱液环管；247-第三后端截止阀；248-第三后端止回阀；
37.300-脱水单元。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
42.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
44.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
45.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
46.本发明的核心是提供一种高炉煤气硫化氢脱除装置，可高效脱除高炉煤气中的硫化氢。
47.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
48.请参考图1-图4，图1为本发明提供的高炉煤气硫化氢脱除装置的结构示意图；图2为本发明提供的碱液制备单元的结构示意图；图3为本发明提供的碱液制备单元的俯视图；
图4为本发明提供的喷碱单元的结构示意图。
49.本发明提供了一种高炉煤气硫化氢脱除装置，包括碱液制备单元100、喷碱单元200以及脱水单元300。碱液制备单元100与喷碱单元200连通，喷碱单元200和脱水单元300沿气流流通方向设置在高炉煤气管道s1内且位于高炉煤气减压阀组s2的下游。
50.碱液制备单元100用于制备碱液，具体可布置在喷碱单元200附近，设置在地坑内。工业新水通过工业新水管115加入到碱液制备罐110，然后在搅拌器120的搅拌下制成不同浓度的碱液，然后通过碱液泵131加压后送至喷碱单元200。
51.喷碱单元200用于向高炉煤气里喷射碱液和工业新水。
52.脱水单元300设置在喷碱单元200后面的高炉煤气管道s1上，用于脱除高炉煤气中含有硫化钠的机械水。脱水单元300一般采用脱水塔，在脱水塔内设置填料，将喷碱后中高炉煤气中的机械水脱除。
53.根据高炉冶炼原料中焦炭和煤粉的含硫量不同，高炉冶炼产生的高炉煤气的硫化氢的含量的范围为5-30mg/nm3，为了脱除高炉煤气中的硫化氢，采用碱液(naoh浓液)与硫化氢发生化学反应的机理，即在高炉煤气中通过喷碱单元200喷入碱液，吸收高炉煤气中硫化氢，可保证高炉煤气中硫化氢浓度≤20mg/nm3，平均脱除率为60％。
54.本案提供的一种高炉煤气硫化氢脱除装置，碱液制备单元100负责制备碱液，布置在喷碱单元200附近，向喷碱单元200输送碱液。喷碱单元200负责向高炉煤气里喷碱液、工业新水，通过碱液与高炉煤气中的硫化氢发生反应，将高炉煤气中的硫化氢去除。脱水单元300用于脱除高炉煤气中含有硫化钠的机械水。上述三个单元配合，可高效脱除高炉煤气中的硫化氢。
55.在一具体实施例中，碱液制备单元100包括碱液制备罐110和搅拌器120。碱液制备罐110上分别设置碱粉末加料口111、工业新水加料口112和碱液出口，搅拌器120的搅拌叶片设置于碱液制备罐110内。搅拌器支架121设置在碱液制备罐110的外侧顶部，搅拌器120架设在搅拌器支架121上且活动端置于碱液制备罐110中。
56.为了便于人工对碱液制备罐110的内部进行检修，碱液制备罐110上还设置有检修口114，当然，为了便于排污，碱液制备罐110上还设置有排污口113。
57.进一步地，工业新水加料口112通过工业新水管115与外部水源连通，工业新水管115上串联有气动球阀116和截止阀117，分别控制工业新水在管道内的流量和通断。
58.本发明还包括控制单元，碱液制备罐110内设置有液位计140，控制单元用于根据液位计140的液位数值控制工业新手的注入量。液位计140可以为雷达液位计140，精度高、量程范围大。
59.由于碱液的用量较大，碱液出口至少为一个，且各碱液出口通过碱液管130与喷碱单元200连通，碱液管130上至少串联有碱液泵131、过滤器132、第一球阀133、第二球阀134和止回阀135中的一个或多个。
60.如图3所示，碱粉末通过碱粉末加料口111加入碱液制备罐110，工业新水通过工业新水管115加入到碱液制备罐110，然后在搅拌器120的搅拌下制成不同浓度的碱液，然后通过碱液泵131加压后送至喷碱单元200。在工业新水管115上依次设置截止阀117和气动球阀116，根据雷达液位计140加入不同体积的工业新水在碱液制备罐110制备成不同浓度的碱液。在碱液泵131前后依次设置第一球阀133、过滤器132、止回阀135、第二球阀134。碱液泵
131与雷达液位计140联锁，在碱液制备罐110的液位计140在低液位时报警，在超低液位时碱液泵131停机。搅拌器120支撑在搅拌器支架121上。
61.在一具体实施例中，喷碱单元200包括雾化喷枪210以及分别连接雾化喷枪210的工业新水喷管220、氮气喷管230和碱液喷管240。
62.如图4所示，在高炉煤气减压阀组s2后的低压高炉煤气管道s1内设置雾化喷枪210。雾化喷枪210共3个接口，分别为碱液、工业新水和氮气接口，通过氮气将喷枪内的碱液和工业新水在高炉煤气管道s1内完全雾化，保证雾化后的碱液和工业新水与管内的高炉煤气完全接触，使高炉煤气中的硫化氢与碱液完全反应，实现脱除高炉煤气中硫化氢的目的。
63.雾化喷枪210安装在高炉煤气管道s1内，喷枪的布置和数量需保证雾化喷枪210喷出的碱液、工业新水完全覆盖高炉煤气管道s1的截面。雾化喷枪210采用双流体喷枪，共3个接口，分别为碱液、工业新水和氮气接口，通过氮气将喷枪内的碱液和工业新水完全雾化，保证碱液和工业新水与高炉煤气管道s1内的高炉煤气完全接触，使高炉煤气中的硫化氢与碱液完全反应。
64.在上述具体实施例的基础上，针对工业新水系统，工业新水喷管220上至少串联有第一前端截止阀221、第一气动球阀222、第一前端止回阀223、第一后端截止阀227和第一后端止回阀229中的一个或多个。根据不同的功能，如需控制介质通断采用截止阀，需精准控制流体流量采用气动球阀，需防止介质倒流采用止回阀等，可以通过排列组合的方式设置上述功能阀件。特别的，第一气动球阀222可根据脱水单元300出口处高炉煤气内的硫化氢含量自动调节工业新水的流量。
65.同样的，针对氮气系统，氮气喷管230上至少串联有第二前端截止阀231、第二气动球阀232、第二前端止回阀233、第二后端截止阀236和第二后端止回阀237中的一个或多个。特别的，第二气动球阀232可根据脱水单元300出口处高炉煤气内的硫化氢含量自动调节氮气的流量。
66.同样的，针对碱液系统，碱液喷管240上至少串联有第三前端截止阀241、第三气动球阀242、第三前端止回阀243、第三后端截止阀247和第三后端止回阀248中的一个或多个。特别的，第三气动球阀242可根据脱水单元300出口处高炉煤气内的硫化氢含量自动调节碱液流量。
67.在上述具体实施例的基础上，为了便于判断喷碱单元200的各管路是否存在堵塞，工业新水喷管220的前端和后端分别设置有第一前端流量检测装置224和第一后端流量检测装置228，分别用于检测工业新水喷管220的前端和后端是否通畅。第一后端流量检测装置228可采用玻璃转子流量计。
68.同样的，氮气喷管230设置有第二流量检测装置234。碱液喷管240设置有第三流量检测装置244。
69.为保证高炉煤气管道s1内的高炉煤气反串至工业新水系统和碱液系统内，工业新水喷管220的中间段设置有用于形成第一水封225的工业新水环管226，碱液喷管240设置有用于形成第三水封245的第三碱液环管246，以保证生产的安全。同时，上述工业新水喷管220、氮气喷管230和碱液喷管240均可设置成环管形式(工业新水环管226、第三碱液环管246以及氮气环管235)，以对各管道进行合理布置。
70.具体地，如图4所示，工业新水依次通过第一前端截止阀221、第一气动球阀222、第
一前端止回阀223、第一前端流量检测装置224、第一水封225、工业新水环管226、第一后端截止阀227、第一后端流量检测装置228以及第一后端止回阀229进入雾化喷枪210的工业新水接口。第一气动球阀222可根据脱水单元300出口高炉煤气内的硫化氢含量自动调节工业新水的流量。第一水封225的有效高度必须大于4m，第一水封225与第一前端止回阀223可保证高炉煤气管道s1内的高炉煤气反串至工业新水系统内，保证生产的安全。通过第一后端流量检测装置228可以判断喷枪是否堵塞。
71.氮气依次通过第二前端截止阀231、第二气动球阀232、第二前端止回阀233、第二流量检测装置234、氮气环管235、第二后端截止阀236以及第二后端止回阀237进入雾化喷枪210的氮气接口。第二气动球阀232可根据脱水单元300出口处高炉煤气内的硫化氢含量自动调节氮气的流量。
72.碱液依次通过第三前端截止阀241、第三气动球阀242、第三前端止回阀243、第三流量检测装置244、第三水封245、第三碱液环管246、第三后端截止阀247以及第三后端止回阀248进入雾化喷枪210的碱液接口。第三气动球阀242可根据脱水单元300出口处高炉煤气内的硫化氢含量自动调节碱液流量。第三水封245的有效高度必须大于4m，第三水封245与第三前端止回阀243可保证高炉煤气管道s1内的高炉煤气反串至碱液系统内，保证生产的安全。
73.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
74.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。